Белый чугун. Как и сахар, который мы добавляем в чай, углерод полностью растворяется в жидком железе. Если этот растворенный в жидкости углерод не может отделиться от жидкого железа при затвердевании чугуна, а остается полностью растворенным в структуре, то полученную структуру мы называем белым чугуном. Белый чугун, имеющий очень хрупкую структуру, называется белым чугуном, потому что при разрушении он приобретает яркий белый цвет.
Серый чугун: пока жидкий чугун затвердевает, углерод, растворенный в жидком металле, например сахар в чае, может выделяться в виде отдельной фазы во время затвердевания. Когда мы рассматриваем такую структуру под микроскопом, мы видим, что углерод распался на отдельную структуру, видимую невооруженным глазом, в виде графита. Мы называем этот тип чугуна серым чугуном, потому что при разрушении этой структуры, в которой углерод появляется пластинками, то есть слоями, появляется тусклый и серый цвет.
Пятнистый чугун. Упомянутые выше белые чугуны появляются в условиях быстрого охлаждения, тогда как серые чугуны появляются в условиях относительно более медленного охлаждения. Если скорость охлаждения отлитой детали совпадает с диапазоном, в котором происходит переход от белого к серому, то можно увидеть, что серые и белые структуры появляются вместе. Мы называем эти чугуны крапчатыми, потому что, когда мы разламываем такой кусок, на белом фоне появляются серые островки.
Закаленный чугун: этот тип чугуна фактически затвердевает как белый чугун. Другими словами, затвердевание чугуна обеспечивается таким образом, чтобы углерод оставался полностью растворенным в структуре. Затем затвердевший белый чугун подвергают термической обработке, чтобы растворенный в конструкции углерод отделился от структуры. После этой термообработки мы видим, что углерод выглядит как сгруппированные сферы неправильной формы.
Помимо этой классификации, если углерод смог выделиться из структуры в результате затвердевания (как в серых чугунах), можно провести еще одну классификацию, взглянув на формальные свойства образующегося графита:
Серый чугун (пластинчатый графит): если углерод затвердел, образуя слоистую структуру графита, такую как листья капусты, мы называем такие чугуны чугунами с серым или пластинчатым графитом. Мы можем затвердеть эту структуру, которая возникает в сплавах с относительно высоким содержанием кислорода и серы, не проявляя при этом значительной тенденции к усадке из-за ее высокой теплопроводности.
Чугун со сферическим графитом. Как следует из названия, мы видим, что в этой структуре углерод выглядит как сферические графитовые шарики. Чтобы графит разложился на сферическую, а не пластинчатую структуру, содержание кислорода и серы в жидкости должно быть уменьшено ниже определенного уровня. Поэтому при производстве чугуна с шаровидным графитом мы обрабатываем жидкий металл магнием, который очень быстро реагирует с кислородом и серой, а затем разливаем его в формы.
Чугун с вермикулярным графитом: если обработка магнием, применяемая при производстве чугуна с шаровидным графитом, недостаточна и графит не может быть полностью сфероидизирован, может возникнуть эта графитовая структура, которую мы называем вермикулярной (или компактной). Вермикулярный графит, являющийся переходной формой между пластинчатым и сфероидальным графитом, не только придает чугуну высокие механические свойства сфероидального графита, но и снижает склонность к усадке благодаря своей высокой теплопроводности. Эту структуру, которая считается ошибкой при производстве чугуна с шаровидным графитом, намеренно отливают на многих литейных заводах из-за упомянутых выше преимуществ.
Время публикации: 29 марта 2023 г.